Гетероциклічні ароматичні сполуки презентация

у яких один або більше атомів є елементами, відмінними від вуглецю, (O, S, N, P тощо). Гетероциклічні сполуки, як правило, мають ароматичний характер.
Їх класифікують:
1. За загальним числом атомів у циклі (три-, чотири-, п’ятичленні, тощо);
2. За кількістю гетероатомів (1, 2, 3 тощо);
3. За природою гетероатомів

Тіофен

П'ятичленні гетероцикли можна розглядати, як продукт заміщення в бензеновому ядрі фтагмента —СН=СН— на гетероатом з неподіленою парою електронів.

з π-орбіталями двох π-зв’язків, утворюючи циклічну спряжену π-електронну систему, у якій на 5-ти спряжених орбіталях знаходяться 6 електронів (4 р-електрони від двох подвійних зв'язків і два від гетероатома). Така циклічна спряжена система відповідає правилу Хюккеля, а значить має ароматичний характер.

втрачає основні властивості, притаманні іншим амінам. З тієї ж причини фуран не проявляє властивостей етерів, а тіофен – сульфідів. Так, останній не окиснюється за атомом сірки, що характерно для аліфатитчних сульфідів.

Вказані гетероцикли мають досить високу енергію резонансної стабілізації, хоч і меншу, ніж у бензену. Так, енергія спряження для тіофону складає приблизно 120 кДж/моль, піролу 110, а для фурану – 80 кДж/моль. Нагадаємо, що енергія спряження бензену становить 152 кДж/моль.

промисловий метод добування фурану - декарбонілування фурфуролу




Декарбоксилювання2-фуранкарбонової (пірослизової) кислоти

2-Фуранкарбонова
кислота (пірослизова)
кислота

при цьому ароматичні властивості.




Утворений спряжений катіон далі обсмолюється або полімеризується з розривом циклу. Таке руйнування структури під дією кислот називається ацидофобністю.

При введенні у фурановий цикл електроноакцепторних замісників стійкість гетероциклу до дії кислот підвищується.

заміщення (сульфування, нітрування, ацилювання, галогенування), хоча умови цих реакцій сильно відрізняються від тих, в яких реагує бензен. Це пов’язано, в першу чергу з високою ацидофобністю фурану.

Як уже зазначалось, у α,α′-положеннях фурану спостерігається підвищена електронна густина. Тому в реакціях SE утворюються переважно α-похідні.

як бромуючий агент використовують комплекс піридину або діоксану з бромом.



2. Нітрування
Фуран можна пронітрувати ацетилнітратом у присутності піридину.

сульфувати фуран.




4. Ацилювання фурану здійснюють у присутності кислот Льюїса (ZnCI2 або SnCI4. Як ацилюючі агенти, використовують, переважно, ангідриди кислот.

отримують малеїновий ангідрид.

має ацидофобних властивостей (не боїться кислот).
Підвищена стабільність тіофену пояснюється здатністю атома сірки надавати вакантні d-орбіталі для делокалізації π-електронів, а також великим атомним радіусом атома сірки, завдяки чому утворюється цикл з меншими викривленнями валентних кутів, а значить і з меншим напруженням циклу.

сірки




При взаємодії ацетилену з сірководнем також утворюється тіофен.

очищення нафти від сірковмісних домішок, які є отрутою для каталізаторів процесу крекінгу.

за Юр'євим)

пірол є дуже слабкою основою і одночасно слабкою кислотою (за силою кислоти порівняний з етанолом). Як слаба кислота він утворює солі, які у воді повністю гідролізовані.






Піролкалій

руйнування його спряженого циклу, аналогічно до фурану.



Реакції електрофільного заміщення

каталітично збуджений водень, в результаті чого утворюється піролідин.

альдегіду

нагріванні він полімеризується з утворенням поліаміду, з якого виготовляють синтетичне волокно “найлон-4”.

полімеризується з утворенням полівініпіралідону, який застосовується як замінник плазми крові, для виготовлення ліків пролонгованої дії, біосумісних полімерних матеріалів тощо.

властивості, а під дією лугів утворює металічні похідні індолу

біля другого, а біля третього атома вуглецю, що зумовлено впливом бензенового кільця. Індол та його похідні відіграють надзвичайно важливу роль у живій природі. Велике значення має β-індолілоцтова кислота (гетероауксин) – стимулятор росту рослин:

феніламінооцтової кислоти (метод Геймана):

не втратив і сьогодні свого значення. Ним традиційно фарбують джинсові тканини. Хоча тепер замість натурального індиго майже всюди використовують синтетичний барвник.
Індиго не розчиняється у воді. Тому, щоб пофарбувати ним волокно, треба перевести його у водорозчинну форму. Для цього індиго відновлюють і одержують розчинну у воді безбарвну форму – “біле індиго”. Волокно просочують розчином “білого індиго” і потім сушать на повітрі. Під дією кисню повітря “біле індиго” окиснюється до “синього індиго” і волокно набуває забарвлення. Такий процес фарбування, при якому нерозчинний барвник переводять у розчинну форму, наносять у вигляді розчину на тканину або волокно і потім знову роблять нерозчинним – називають кубовим фарбуванням.